Обычный витамин оказался связан с раком: как рибофлавин помогает опухолям выживать

Научные открытия нередко меняют представления о самых привычных вещах. Новое исследование немецких биологов показало: витамин B2, известный как важный элемент здорового питания, может играть неожиданную роль в жизни опухолевых клеток.

Витамин, без которого не обходится организм

Витамин B2, или рибофлавин, — один из ключевых участников клеточного обмена веществ. Человеческий организм не способен синтезировать его самостоятельно, поэтому он должен поступать с пищей. Основные источники — молочные продукты, мясо, яйца, а также зеленые овощи.

Попадая в организм, рибофлавин превращается в активные коферменты — флавинмононуклеотид (FMN) и флавинадениндинуклеотид (FAD). Эти молекулы участвуют в десятках биохимических реакций, включая производство энергии и защиту клеток от окислительного стресса — повреждения тканей активными формами кислорода.

Именно благодаря этой защитной функции витамин B2 долгое время считался исключительно полезным элементом клеточной обороны.

Однако новое исследование показало, что у этой системы может быть и обратная сторона.

Ферроптоз — способ уничтожения опасных клеток

Работа ученых из Центра Рудольфа Вирхова при Вюрцбургском университете имени Юлиуса Максимилиана посвящена процессу, который называется ферроптозом.

Это особая форма запрограммированной гибели клеток. Она запускается, когда железо в клетке инициирует цепную реакцию окисления жиров в мембранах. Если повреждения становятся слишком сильными и защитные системы не справляются, клетка разрушается.

Ферроптоз выполняет важную защитную функцию. С его помощью организм может избавляться от:

• поврежденных клеток,
• клеток с генетическими дефектами,
• потенциально опасных клеток, включая опухолевые.

Однако именно раковые клетки часто находят способы блокировать этот механизм.

Как опухоли обходят клеточную «систему самоуничтожения»

Многие опухоли вырабатывают мощную антиоксидантную защиту. Она подавляет окислительные реакции и тем самым не дает запуститься ферроптозу.

Немецкие исследователи выяснили, что ключевую роль в этой защите играет метаболизм витамина B2.

Центральным элементом оказался белок FSP1 (ferroptosis suppressor protein 1) — «подавитель ферроптоза». Чтобы этот белок мог выполнять свою функцию, ему необходимы молекулы, образующиеся именно из рибофлавина.

Другими словами, витамин B2 становится частью механизма, который помогает опухолевым клеткам пережить разрушительные процессы окисления.

Эксперимент: что произойдет без витамина B2

Чтобы проверить гипотезу, ученые провели эксперименты на клеточных моделях.

Когда исследователи искусственно снижали уровень витамина B2, происходило следующее:

• антиоксидантная защита клеток ослабевала;
• активность белка FSP1 снижалась;
• клетки становились гораздо чувствительнее к ферроптозу.

В результате раковые клетки начинали быстрее разрушаться под действием окислительных процессов.

Это наблюдение натолкнуло ученых на важную идею: если нарушить метаболизм витамина B2 внутри опухоли, можно сделать раковые клетки уязвимыми.

Бактериальное соединение против рака

Исследователи также обратили внимание на природное вещество под названием розофлавин.

Его вырабатывают некоторые бактерии, а по химической структуре оно очень похоже на рибофлавин. Благодаря этому сходству молекула может вмешиваться в обмен витамина B2 в клетке.

Эксперименты показали:

• розофлавин способен блокировать нормальный метаболизм рибофлавина;
• даже в небольших концентрациях он запускает ферроптоз в раковых клетках.

Фактически соединение «обманывает» клеточную систему и лишает опухоль защитного механизма.

Что это означает для медицины

Важно подчеркнуть: речь не идет о том, что витамин B2 вызывает рак или что его следует избегать. Рибофлавин остается жизненно необходимым элементом питания.

Исследование лишь показывает, что опухоли могут использовать нормальные биохимические механизмы организма для собственного выживания.

Теперь ученые рассматривают новый подход к терапии рака:

• блокировать использование витамина B2 именно в опухолевых клетках;
• ослаблять антиоксидантную защиту опухоли;
• запускать ферроптоз как механизм уничтожения раковых клеток.

Следующий шаг — поиск лекарств

Пока результаты работы подтверждают лишь научную концепцию. Розофлавин служит скорее инструментом для понимания процесса, чем готовым лекарством.

Дальнейшие задачи исследователей:

• найти более точные ингибиторы метаболизма витамина B2;
• проверить их на животных моделях опухолей;
• оценить безопасность такого подхода.

Если эта стратегия подтвердит свою эффективность, она может стать основой для разработки нового класса противораковых препаратов.

Когда привычные молекулы оказываются неожиданными союзниками

История с рибофлавином — еще один пример того, насколько сложной может быть биология рака. Вещества, которые обычно защищают клетки, иногда могут работать и на сторону опухоли.

Но именно понимание таких механизмов открывает путь к новым методам лечения.

Наука постепенно учится использовать слабые места раковых клеток — даже если эти слабости связаны с обычными витаминами, которые ежедневно присутствуют в нашем рационе.

Ранее журналисты сайта «Пронедра» писали, что обыкновенный витамин C оказался эффективным средством против повышенного давления